NL1001512C2 - Vaartuig omvattende een periodiek bewegende vermogensopwekinrichting en een verend draagelement. - Google Patents

Description

Vaartuig omvattende een periodiek bewegende vermogens-opwekinrichting en een verend draagelement.

De uitvinding heeft betrekking op een vaartuig omvattende een 5 periodiek bewegende vermogens-opwekinrichting voor het opwekken van elektrische of mechanisch energie welke opwekinrichting is verbonden met een stijve drager en bij werking in trilling raakt met een voorbepaald frequentiespectrum.

Vaartuigen zijn veelal voorzien van periodiek bewegende vermo-10 gens-opwerkinrichtingen in de vorm van bijvoorbeeld dieselmotoren of generatoren. Dergelijke opwekinrichtingen zijn veelal voorzien van zuigers, roterende turbinebladen of andere periodiek bewegende onderdelen. Door deze onderdelen worden trillingen opgewekt in het bereik van 10 tot 30 Hz. Deze trillingen worden overgedragen op de drager 15 waaraan de opwekinrichtingen zijn bevestigd en brengen via deze drager de omgeving in trilling. Dit heeft hinderlijke geluidstrillingen tot gevolg en kan ertoe leiden dat de werking van apparatuur in de nabijheid van de vermogens-opwekinrichting wordt verstoord.

20 Het is daarom een doel van de onderhavige uitvinding een vaartuig te leveren voorzien van een vermogens-opwekinrichting, waarbij de voortplanting van trillingen van de vermogens-opwekinrichting naar de omgeving wordt tegengegaan.

Het is een verder doel van de onderhavige uitvinding te 25 voorzien in een vaartuig met een vermogens-opwekinrichting dat is voorzien van een stabiele en relatief trillingsvrije vermogens-opwekinrichting .

Het is een verder doel van de onderhavige uitvinding te voorzien in een vaartuig met een vermogens-opwekinrichting die op 30 bedrijfszekere wijze kan worden bedreven bij relatief zware zeegang.

Hiertoe is een vaartuig volgens de uitvinding gekenmerkt doordat tussen de opwekinrichting en de drager ten minste een verend draagelement is opgenomen omvattende een fluïdum. Een regelinrichting is verbonden met de opwekinrichting en met het verend draagelement, 35 voor bepaling van een positie van de opwekinrichting ten opzichte van de drager, en voor aanpassing van de door het fluïdum uitgeoefende veerdruk in afhankelijkheid van deze positie. Een demperelement is opgenomen tussen de opwekinrichting en de drager voor demping van de 10 015 12, 2 trillingen in het frequentiespectrum van de opwekinrichting ten gevolge van beweging van de stijve drager.

Doordat de vermogens-opwekinrichting is afgesteund op een verend draagelement, wordt de stijve drager (bijvoorbeeld de 5 scheepsconstructie) geïsoleerd van de in de opwekinrichting veroorzaakte trillingen. Door de regelinrichting wordt voortdurend een positie tussen de vermogensopwekinrichting en drager bepaald. Wanneer deze positie een voorbepaalde drempelwaarde overschrijdt, bijvoorbeeld doordat lucht weglekt uit de luchtbalgen die het verend 10 draagelement kunnen vormen of door een gewichtsverandering van de opwekinrichting, wordt de veerdruk in het verende draagelement aangepast. Hierdoor blijft de positie van de opwekinrichting ten opzichte van de drager constant. Het demperelement is opgenomen tussen de opwekinrichting en de stijve drager voor het dempen van de 15 trillingen die worden veroorzaakt door beweging van het vaartuig bijvoorbeeld tengevolge van golven en/of wind. Door het demperelement wordt voorkomen dat de vermogens-opwekinrichting gaat "schommelen” op de verende drager.

Verrassenderwijs is gebleken dat zeer zware vermogens-opwekin-20 richtingen, die bijvoorbeeld tussen 30 en 40 ton kunnen wegen, op be-drijfszekere wijze kunnen worden bevestigd aan een stijve drager via de verende draagelementen volgens de onderhavige uitvinding. Met name voor maritieme toepassingen is dit inzicht verrassend, aangezien in de opwekinrichting niet alleen trillingen ten gevolge van bedrijf van 25 de opwekinrichting optreden, maar tevens bewegingen van de stijve drager zelf optreden tengevolge van golfslag en/of wind. Vanwege deze factoren is het tot nu toe gebruikelijk geweest om vermogens-opwekinrichtingen op vaartuigen op stijve wijze met de ondergrond te verbinden.

30 In een uitvoeringsvorm van een vaartuig volgens de onderhavige uitvinding omvat het verend draagelement een luchtveer. Geschikte luchtveren worden bijvoorbeeld vervaardigd door aanvraagster onder type nr. LRT LV 5T02

In een verdere uitvoeringsvorm van een vaartuig volgens de uit-35 vinding omvat de regelinrichting een hefboom die enerzijds is verbonden met de drager en met een op de drager geplaatste regelklep van het verend draagelement. Aan de andere zijde is de hefboom verbonden met de opwekinrichting. Wanneer de hefboom een voorbepaalde stand 1 o 1 ·; · 3.

3 bereikt, wordt de regelklep van het verend draagelement bediend, zodat de druk in dit element wordt verhoogd. Hierdoor wordt voorkomen dat de uitwijking van de vermogens-opwekinrichting ten opzichte van de drager te groot wordt.

5 Bij voorkeur zijn ten minste drie steunpunten voorzien waarbij bij ieder steunpunt een verend draagelement is opgenomen. In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm is nabij ieder verend draagelement een demperelement geplaatst voor demping van de trillingen in een laag-frequent bereik. Bij voorkeur worden trillingen tussen 5 en 30 Hz 10 door het verend draagelement, dat bij voorkeur wordt gevormd door een luchtveer, geïsoleerd terwijl in het frequentiebereik tot 5 Hz de trillingen door het tweede verend element worden gedempt.

Aangezien relatieve beweging tussen de vermogensopwekinrichting en de stijve drager is toegestaan, zijn de toevoer- en 15 afvoerleidingen voor elektriciteit- of brandstoftoevoer en voor afvoer van verbrandingsgassen flexibel uitgevoerd. Deze toevoer- en afvoerleidingen kunnen zijn gevormd uit een flexibel materiaal, bijvoorbeeld uit kunststof, of kunnen zijn voorzien van een flexibel deel. De brandstofleidingen en afvoerleidingen voor 20 verbrandingsgassen omvatten bij voorkeur ieder een buisvormige metalen balg.

De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van de bijgevoegde tekeningen. In de tekeningen toont:

Fig. 1 een schematisch zijaanzicht van een vermogens-25 opwekinrichting volgens de onderhavige uitvinding,

Fig. 2 een detail van de bevestiging van de vermogens-opwekinrichting aan een stijve drager volgens de onderhavige uitvinding, en Fig. 3 een schematisch overzicht van de regelinrichting volgens de onderhavige uitvinding.

30 Fig. 1 toont een vermogens-opwekinrichting 1 zoals bijvoorbeeld een dieselmotor, een stoomturbine, een gasturbine of een soortgelijke opwekinrichting. De opwekinrichting 1 is verbonden met een stijve drager 2 van een vaartuig. Met de uitdrukking "vaartuig" wordt bedoeld een drijvende constructie, zoals een vrachtschip, een 35 olietanker, een booreiland, een baggervaartuig, drijvende opslagtanks, pontons, en dergelijke. Dergelijke vaartuigen worden in trilling gebracht door de in de opwekinrichting 1 gegenereerde oscillaties, alsmede door de golfbeweging van het water en invloed 1001512.

4 van de wind. Plaatsing van opwekinrichtingen op een verende ondersteuning is tot nu toe niet toegepast, vanwege een te grote uitwijkingen die optreden bij laagfrequente oscillaties van de drager ten gevolge van bewegingen van het vaartuig. Door toepassing van de 5 constructie volgens de onderhavige uitvinding wordt dit probleem opgelost.

De opwekinrichting 1 is met voeten 3 en 4 via bouten verbonden met de drager 2. Luchtbalgen 5 en 6 zijn opgenomen tussen de drager, of ondergrond, 2 en de opwekinrichting 1.

Naast de luchtbalgen 5 en 6 zijn schokbrekers 7 en 8 opgenomen.

10 De schokbrekers 7 en 8 zijn op rubberen bokken gemonteerd en verbonden met de ondergrond 2 en met de opwekinrichting 1. Door de schokbrekers 7 en 8 worden laag-frequente bewegingen van de opwekinrichting 1 ten opzichte van de ondergrond 2 gedempt, bijvoorbeeld in het bereik tussen 0 en 5 Hz.

15 De schematisch weergegeven regelinrichting 9 omvat in fig. 1 een hefboom die is verbonden met een klep 9'. Via de klep 9' wordt de luchtbalg 6 verbonden met een drukvat 24, waarin een werkdruk van bijvoorbeeld 10 bar heerst. Wanneer de verplaatsing van de opwekinrichting 1 ten opzichte van de ondergrond 2 te groot wordt, leidt de 20 verplaatsing van de hefboom in de regelinrichting ertoe dat de klep 9' wordt geopend of gesloten en dat de druk in de luchtbalg 6 wordt aangepast. De verplaatsingen die worden gecompenseerd door de regelinrichting zijn laag-frequent. de oorzaak van dergelijke verplaatsingen is het weglekken van lucht uit de luchtbalgen 5 en 6 25 of gewichtsveranderingen van de opwekinrichting bijvoorbeeld door brandstofverbruik.

De opwekinrichting 1 is voorzien van een toevoer 10 en een afvoer 12. De toevoer 10 en afvoer 12 kunnen bijvoorbeeld worden gevormd door brandstofleidingen, stoomleidingen, afvoerleidingen voor 30 verbrandingsgassen en/of elektrische leidingen. Aangezien relatieve beweging van de opwekinrichting 1 ten opzichte van de ondergrond 2 is toegestaan, zijn de aansluitingen van de inrichting 1 met de omgeving flexibel uitgevoerd. De toe- en afvoer 10, 12 kunnen geheel uit een flexibel materiaal zijn uitgevoerd, bijvoorbeeld een flexibele 35 kunststofslang. Echter, de toe- en afvoer 10, 12 kunnen eveneens uit stijf materiaal zijn vervaardigd, waarbij een flexibel tussenstuk in de vorm van een metalen balg 11 of een uit verschuifbare segmenten bestaand deel 13 is opgenomen.

1 0 0 i £ . .

5

Fig. 2 toont op vergrote schaal een luchtbalg 14 volgens de onderhavige uitvinding. De luchtbalg 14 omvat een hol lichaam uit een versterkt kunststofmateriaal, bijvoorbeeld uit gevulcaniseerd rubber voorzien van een of meer versterkingslagen. Een geschikte balg wordt 5 gevormd door type nr. 1A 038a zoals wordt geleverd door aanvraagster. De balg 14 is verbonden met een regelklep 16. De regelklep 16 wordt bediend door een horizontale hefboom 15. Het vrije uiteinde van de hefboom 15 is verbonden met een arm 17 die met een uiteinde is bevestigd aan de opwekinrichting 1. Door verplaatsing van de arm 17, wordt 10 de klep 16 geopend en/of gesloten. Hierdoor wordt lucht naar of van de balg 14 toe, respectievelijk afgevoerd. De details van de aansluitingen van de klep 26 zijn getoond in figuur 3.

Naast de balg 14 is een schokdemper 18 opgenomen. De schokdemper 18 is aan een bovenzijde 20 en een onderzijde 19 15 bevestigd met respectievelijk de opwekinrichting 1 en de ondergrond 2. De bevestiging van de schokbreker aan de opwekinrichting 1 en de ondergrond 2 vindt plaats door middel van rubberen bokken. De schokdemper 18 wordt gevormd door een door aanvraagster geleverd type no. JRT HD 5T02.

20 Fig. 3 geeft een schematische weergave van de regelinrichting volgens de onderhavige uitvinding. In fig. 3 is een opwekinrichting 1 in de vorm van een generator op drie paar veerbalgen 21, 22 en 23 geplaatst. Een compressor 25 is met zijn uitgang verbonden met een drukvat 24, dat bijvoorbeeld een inhoud van 10 1 heeft. In het 25 drukvat 24 heerst een druk tussen 8 en 20 bar. De uitgang van het drukvat 24 is verbonden met een klep 26. Deze klep 26 wordt handmatig bediend door een hefboom waardoor de drie-standenklep 28 wordt verbonden met het drukvat 10. De uitgang van de klep 26 is enerzijds verbonden met een terugslagklep 27 en anderzijds met een 30 bedieningsingang van een klep 29. Een uitgang van de klep 29 is via een stroomregelklep 32 verbonden met de omgeving. Een tweede uitgang van de klep 29 is verbonden met het paar luchtbalgen 23.

Wanneer de hefboom van de klep 26 niet wordt bediend, bevindt de uitgang van de klep zich op omgevingsdruk. Deze druk wordt 35 doorgegeven aan de bedieningsingang van de klep 29. Hierdoor worden de luchtbalgen 23 ontlucht via stroomregelklep 32. Door de stroomregelklep 32 wordt het ontluchtingstempo van de luchtbalgen geregeld zodat de positie van de opwekinrichting bij ontluchting IOC - 1‘' *- 6 geleidelijk verandert. Door bediening van de hefboom van de klep 26, wordt de bedieningsingang van de klep 29 op druk gebracht. Hierdoor wordt de toevoer van de klep 29 verbonden met de uitgang van drie-standenklep 28.

5 De drie-standenklep 28 wordt bediend door rotatie via de hefboomconstructie van de hefboom 15 en de arm 17 zoals getoond in fig. 2. Wanneer de uitwijking van de opwekinrichting 1 zo groot wordt dat deze te dicht bij de ondergrond 2 komt, wordt de ingang van de klep 28 doorverbonden met de uitgang daarvan. Hierdoor wordt lucht 10 uit drukvat 24 in de luchtbalgen 23 gepompt. Wanneer de opwekinrichting binnen een voorbepaalde afstand van ondergrond 2 blijft, wordt de klep 28 bediend zodat deze zich in de middelste stand bevindt en dat de uitgang daarvan is afgesloten. Hierdoor blijven de luchtbalgen 23 op een constante hoogte.

15 Zoals getoond in fig. 3 is voor een tweede zijwaartse paar luchtbalgen 22 en een derde, achterwaarts paar luchtbalgen 21 een apart paar kleppen 31, 30 opgenomen.

Hoewel het onderhavige systeem is beschreven als een pneumatisch systeem, kan dit systeem eveneens hydraulisch worden 20 uitgevoerd.

U n- Λ ; ;.

Claims (8)

1. Vaartuig omvattende een periodiek bewegende vermogens-opwekinrichting (1) voor het opwekken van elektrische of mechanisch 5 energie welke opwekinrichting is verbonden met een stijve drager (2) en bij werking in trilling raakt met een voorbepaald frequentiespectrum, met het kenmerk, dat tussen de opwekinrichting (1) en de drager (2) ten minste een verend draagelement (5, 6, 14, 21, 22, 23) is opgenomen omvattende een fluïdum, waarbij een 10 regelinrichting (9) is verbonden met de opwekinrichting en met het verend draagelement voor bepaling van een positie van de opwekinrichting ten opzichte van de drager, en voor aanpassing van de door het fluïdum uitgeoefende veerdruk in afhankelijkheid van deze positie, waarbij een demperelement (7, 8, 18) is opgenomen tussen de 15 opwekinrichting (1) en de drager (2) voor demping van de trillingen in het frequentiespectrum van de opwekinrichting ten gevolge van beweging van de stijve drager.

2. Vaartuig volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het verend draagelement een luchtveer omvat.

3. Vaartuig volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de regelinrichting (9) een hefboom (15, 17) omvat die enerzijds is verbonden met de drager (2) en met een op de drager geplaatste regelklep (16, 28) van het verend draagelement, en die anderzijds is verbonden met de opwekinrichting (1). 25

4.Vaartuig volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de opwekinrichting ten minste drie steunpunten omvat en dat nabij ieder steunpunt een verend draagelement is opgenomen.

5. Vaartuig volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat nabij ieder verend draagelement een demperelement is geplaatst.

6. Vaartuig volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk. dat het verend draagelement trillingen isoleert ten opzichte van de drager (2) in het frequentiebereik tussen 5 en 30 Hz en dat het demperelement trillingen dempt in het frequentiebereik tot 5 Hz.

7. Vaartuig volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de 35 opwekinrichting toevoer- en afvoerleidingen (10, 12) omvat voor elek-triciteits- of brandstoftoevoer en/of voor afvoer van verbrandingsgassen, met het kenmerk, dat de toevoer- en afvoerleidingen zijn voorzien van ten minste een flexibel deel (11, 10 0 1 b ' . 13).

8. Vaartuig volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat het flexibel deel een buisvormige metalen balg (11) omvat. 1C C ï £ ·